吉时利DMM7510数字万用表微安档负担电压对低压电路的影响
一块 3.3 V 的低功耗板子,睡眠电流约 50 µA。用 mA 档测,读数只有 0.0x mA,分辨率不够;换到 µA 档,读数开始跳动,更麻烦的是板子偶尔自己复位。这不是表不准,是负担电压在作怪——仪表为了测小电流,把一只大电阻串进了供电回路。

一、电流档的本质是串一只电阻
万用表测电流时,内部把分流电阻串进回路,测它两端的压降再换算成电流。这只电阻上的压降就是负担电压(burden voltage):
V_b = I × R_shunt
量程越小,R_shunt 越大,同样电流产生的负担电压越高。这是分辨率与侵入性之间的直接交换,没有两全的办法。
量程 | 等效 R_shunt(满量程压降按 0.1 V 估) | 测 50 µA 时 V_b | 判断 |
10 µA | 10 kΩ | 超量程 | 不可用 |
100 µA | 1 kΩ | 50 mV | 可用,需评估余量 |
1 mA | 100 Ω | 5 mV | 推荐 |
10 mA | 10 Ω | 0.5 mV | 余量充足 |
100 mA | 1 Ω | 0.05 mV | 分辨率不足 |
具体分流电阻值以规格书为准,但量级关系不变:每降一个量程,负担电压升 10 倍。
二、50 mV 为什么能搞坏一块 3.3 V 的板子
50 mV 只占 3.3 V 的 1.5%,看起来无害。问题在于它出现在供电路径上,而不是测量点上。
若供电走 LDO,输入 3.6 V、输出 3.3 V,dropout 余量通常只有 100~200 mV。串进 50 mV 负担电压后,余量被吃掉四分之一到一半;电池电压再往下走一点,LDO 就退出稳压区,输出跟着掉,MCU 触发欠压复位。表现出来就是"一接上万用表就重启",一松手又正常——这种间歇故障最难查。
另一条路径是充电管理 IC 的电流检测点被抬高压低,导致充电判定错误或提前终止。它还可能在电流表接入的瞬间改变被测系统的工作状态,让测量结果本身失真。
三、配置清单:既看得清又不干扰
被测对象 | 量程 | NPLC | Auto Zero | 备注 |
睡眠电流 10~100 µA | 100 µA 固定 | 10 | 开 | 先算 V_b 是否吃掉 LDO 余量 |
唤醒脉冲 < 10 ms | 数字化模式 | — | — | 1 MS/s 采样后离线算平均 |
充放电曲线 | 1 mA 固定 | 1 | 关 | 外部触发同步,避免丢点 |
待机电流 > 1 mA | 10 mA 固定 | 1 | 开 | 余量充足,可加滤波 |
大电流工况 1 A 以上 | 10 A 端子 | 1 | 开 | 引线电阻也计入负担 |
三条原则值得记住。第一,能用高一档量程就不要用最低档,多出来的分辨率可能以改变被测系统行为为代价。第二,固定量程,别开自动量程——睡眠与唤醒切换时自动量程会反复跳档,每次跳档有几十毫秒的测量盲区,正好把脉冲漏掉。第三,把表串在电源与负载之间并尽量靠近电源输出端,让负担电压落在去耦电容之前,由电容吸收瞬态。
四、验证负担电压是否真的影响了电路
旁路法最直接:在被测板电源入口并一只 100 µF 低 ESR 电容,如果复位现象消失、读数也发生变化,说明负担电压确实影响了供电。
更严谨的做法是同时用一台高阻电压表监测板端电压,比较接入电流表前后的差值,这个差值就是 V_b 的实测值。用这个方法还能反推分流电阻:
R_shunt = ΔV / I
测 50 µA、ΔV 实测 48 mV,算得约 960 Ω,与 100 µA 档 1 kΩ 的标称量级吻合,说明负担电压的计算模型可信。此后选档就可以先算再测,不必反复试。
五、什么时候该换方案
对 10 µA 以下的睡眠电流,串采样电阻测压降往往比串万用表更合适:用 10 kΩ 采样电阻配 DMM7510 的电压档,负担电压可控且可算,还能顺便看出电流波形细节。若需长期监测,源表的检测电阻设计在回路内,比串表更稳。
六、结论
微安档的读数偏差,先怀疑负担电压,再怀疑仪器。建议选档前把 V_b = I × R_shunt 算一遍,确认它没有吃掉 LDO 的余量;测脉冲时固定量程、切数字化模式;需要长期监测就改用采样电阻或源表。
DMM7510 的分辨率足够看清 µA 级电流,但看清的前提是不打扰被测电路。这条原则在低功耗测量里比任何一项指标都重要:若数据只因仪表接入才出现,它描述的不是产品本来的状态。






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